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原创 ECU系列2:商用车发动机

2017-11-1 12:09 202 0 分类: 汽车电子

 郁辉                                         汽车工程联盟                                                                   

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2.1 商用车发动机

2.1.1 柴油发动机

通常,商用车主要采用柴油机作为动力,特别是重型车(重卡和大客车)几乎全部使用柴油发动机,图2.1是现代柴油机示例。


说起柴油发动机,不得不提到一个人-- 德国发明家Rudolf Diesel。他在1892年发明压缩燃烧式内燃机(dieselengine),经过不断的试验和改进,于1897年制成以煤油为原料的压燃发动机,以后很快发展成以柴油为燃料的压缩燃烧式内燃机,即柴油机。可以注意到的是,柴油一词的英文是Diesel,就是为了纪念这位影响汽车工业的发明家。


2.1.2柴油机原理及技术发展 

柴油机与汽油机都是内燃机,与汽油机工作过程类似,柴油机的每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个行程(也叫冲程),如图2.2。不同的是,柴油发动机气缸中的混合气是压燃的,而汽油机是通过点火线圈点燃的。由于柴油机无需点火系统,供油系统也相对简单,因此柴油发动机的可靠性要较汽油发动机好。另外,因为柴油相比汽油,不易挥发,着火点较高,不易受爆燃的限制;再加上柴油自燃的需要,柴油机的压缩比很高,柴油机的热效率和经济性都要好于汽油机[1]


但万物总有其两面性,柴油机相比汽油机并非完美。由于柴油机工作压力大(压燃式),对各部件的结构强度和刚度要求较高,因此体积较大;相比汽油机,“笨重”的柴油发动机的升功率不及汽油机(转速较低),噪声和振动也较大,颗粒物(PM2.5)排放也较严重;冷启动的性能也不及汽油发动机,原因在于柴油相比汽油的不易挥发性。

不过,上面的描述都是对柴油发动机传统意义上的认识。由于人们环保意识的增强,越来越严苛的排放法规被制定并推行,限制车辆实现更清洁的排放,所以现代柴油发动机加入了一批先进的技术:电控模块(ECU,engine control unit )、涡轮增压(Turbo Charger)、中冷(ICS,intercooler system)、缸内直喷(DI, direct injection)、共轨(主流有高压共轨HCR和压电共轨PCR),使得柴油机原有的缺点得到了较好的改善和解决。加上柴油机在节能和碳排放方面的优势,柴油机在乘用车上的应用也越来越多。

目前,中国已于2013年7月1日实施柴油国四排放标准。而符合国四排放的柴油发动机,为了满足排放要求,电控系统是必备配置。



参考文献

 

[1] 郁辉,商用车发动机电控系统研发和生产的项目管理[D].复旦大学, 2013年


                           

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